JPH06103810A

JPH06103810A - 導電ペースト

Info

Publication number: JPH06103810A
Application number: JP20860093A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Hamada; 邦彦浜田; Tamotsu Tokuda; 有徳田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】その表面にメッキを施した場合にも接着強度
が低下しないような厚膜電極を、電子部品のターミナル
や基板などに確実に形成することが可能な導電ペースト
を提供する。【構成】少なくとも導電粉末とガラスフリットとを含
有する導電ペーストにおいて、ガラスフリットとして、ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％を含有するとともに、ＺｎＯ，Ｂ₂Ｏ₃，及びＬｉ₂Ｏを残部とするガラスフリットを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子部品のターミナ
ルや基板などに厚膜電極を形成する際に用いられる導電
ペーストに関し、詳しくは、メッキを施した場合にも接
着強度が低下しないような厚膜電極を形成することが可
能な導電ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
表面実装が電子部品の実装方法の主流になるにともな
い、電子部品の基板やターミナルに形成される電極（厚
膜電極）の半田濡れ性の向上に対する要求が厳しくな
り、半田濡れ性の向上を図るために、厚膜電極にスズ
（Ｓｎ）メッキや半田メッキが施される場合がある。

【０００３】ところで、従来の厚膜電極は、通常、Ａｇ
粉末などの導電粉末を、ガラスフリットや有機ビヒクル
などとともに混練してペースト状にした導電ペーストを
回路基板に塗布（印刷）し、これを焼成することにより
形成されている。そして、この場合に用いられる導電ペ
ーストには、比較的軟化点の低い酸化鉛を含有するガラ
スフリットが使用されることが多い。

【０００４】しかし、Ｓｎメッキや半田メッキを施す場
合、メッキ工程において厚膜電極が劣化し、厚膜電極の
基板などへの接着力が低下して、場合によっては厚膜電
極が剥離してしまうという問題点がある。

【０００５】そこで、メッキ工程における厚膜電極の劣
化を抑制するために、ガラスフリットとして、アルカリ
金属を含むホウケイ酸鉛系ガラスフリットを使用する方
法が提案されている。しかし、酸化鉛を含むガラス相は
メッキ工程においてメッキ液に侵蝕（溶解）されやすい
ため、必ずしも十分な接着強度を確保することができな
い場合がある。

【０００６】例えば、Ａｇ粉末７０．０重量％，有機ビ
ヒクル２８．０重量％，及び表１に示す組成の鉛−ホウ
素系ガラスフリット２．０重量％を含む導電ペーストを
用いてアルミナ基板上に厚膜電極を形成し、これにＳｎ
メッキを施した場合の、Ｓｎメッキの前後の電極の接着
強度を表１に示す。

【０００７】

【表１】

【０００８】なお、この厚膜電極は、直径３．５mm，１
２５メッシュのスクリーン印刷パターンを使用して導電
ペーストをアルミナ基板に印刷した後、８００℃，１０
分間の焼成を行って形成したものである。表１に示すよ
うに、上記ガラスフリットを配合した導電ペーストを用
いて形成した厚膜電極は、Ｓｎメッキ後に接着強度が大
きく低下することがわかる。

【０００９】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、メッキを施した場合にも接着強度が低下しないよ
うな厚膜電極を、電子部品のターミナルや基板などに形
成することが可能な導電ペーストを提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、この発明の導電ペーストは、少なくとも導電粉
末とガラスフリットとを含有する導電ペーストにおい
て、前記ガラスフリットが、ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％を含有するとともに、ＺｎＯ，Ｂ₂Ｏ₃，及びＬｉ₂Ｏを残部とすることを特徴とする。

【００１１】そして、この導電ペーストのガラスフリッ
トの詳細な組成は次の構成からなる；ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％ＺｎＯ：２．０〜４０．０重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：３０．０〜５２．０重量％Ｌｉ₂Ｏ：１．５〜１０．０重量％。

【００１２】また、この発明の導電ペーストは、少なく
とも導電粉末とガラスフリットとを含有する導電ペース
トにおいて、前記ガラスフリットが、ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：６．０重量％以下を含有するとともに、ＺｎＯ，Ｂ₂Ｏ₃，及びＬｉ₂Ｏを残部とすることを特徴とする。

【００１３】そして、この導電ペーストのガラスフリッ
トの詳細な組成は次の構成からなる；ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：６．０重量％以下ＺｎＯ：２．０〜４０．０重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：３０．０〜５２．０重量％Ｌｉ₂Ｏ：１．５〜１０．０重量％。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を比較例とともに示
してその特徴をさらに詳しく説明する。

【００１５】まず、原料として、ＺｎＯ，Ｈ₃ＢＯ₃，Ｓ
ｉＯ₂，ＬｉＣＯ₃，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＣａＣＯ₃，Ｎ
ａ₂ＣＯ₃，Ａｌ₂Ｏ₃を用い、表２、表３に示す組成割合
のガラスフリットが得られるように秤量した。秤量原料
を１３００℃で溶融した後、水に入れて急冷することに
よりガラスを得た。そして、このガラスを平均粒径約３
μmになるように粉砕してガラスフリットを調製した。

【００１６】それから、Ａｇ粉末７０．０重量％，有機
ビヒクル２８．０重量％，及び上記ガラスフリット２．
０重量％を配合し、これをよく混練することにより導電
ペーストを調製した。

【００１７】そして、５mm×５mm□のアルミナ基板上
に、直径３．５mm，１２５メッシュのスクリーン印刷パ
ターンを用いて上記導電ペーストを印刷し、８００℃で
１０分間焼成を行い、アルミナ基板上に厚膜電極を形成
した。

【００１８】次に、ｐＨ５．５のＳｎメッキ浴中に、厚
膜電極が形成されたアルミナ基板を浸漬して、４０℃で
６０分間Ｓｎメッキを行い、厚膜電極上に厚さ約３μm
のＳｎメッキ層を形成した。なお、Ｓｎメッキは、メデ
ィアとして２．０mmφのスチールボール約５０００個を
使用し、メッキ液が通過する穴が多数形成されたバレル
にアルミナ基板を入れ、バレルを回転させてメッキを行
う、いわゆるバレルメッキの方法により行った。

【００１９】表２及び表３に、このようにして作成した
試料のＳｎメッキ後の厚膜電極の接着強度を示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】なお、表２及び表３において、電極の接着
強度は、各試料番号の組成のガラスフリットを配合した
導電ペーストを用いて形成した厚膜電極の接着強度を示
すものである。また、試料番号に＊印を付したものは、
この発明の範囲外の比較例であり、その他はこの発明の
範囲内の実施例を示す。

【００２３】表２，表３より、この発明の導電ペースト
を用いて形成した厚膜電極は、表１に示すような組成の
ガラスフリットを配合した従来の導電ペーストを用いて
形成した厚膜電極に比べて、接着強度が大幅に向上して
いることがわかる。

【００２４】なお、表２に示した実施例のうち、ＣａＯ
を添加した試料番号１７，１８にかかる厚膜電極が大き
な接着強度を有していることことがわかる。

【００２５】また、破断面を調査すると、表１の従来例
や、比較例である表２の試料番号１２，１９（ガラスフ
リットがＣａＯを含まない）などでは、セラミック（ア
ルミナ基板）と厚膜電極の界面のガラス相に溶損が認め
られた。これに対して、接着強度の大きい試料（例え
ば、試料番号１７）においては、界面のガラス相がそれ
ほど溶解せず、相当に残存していた。このことから、Ｚ
ｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｌｉ₂Ｏ−ＣａＯ系のガラスフ
リットを用いた場合（試料番号１７，１８，２０〜２３
及び２５〜２９）、メッキ液によるガラス相の溶解の程
度が減少するため、接着強度の低下が抑制されたものと
考えられる。

【００２６】なお、試料番号２４（比較例）について
は、配合原料を焼成してもガラス化せず、均一なガラス
フリットが得られなかった。この例が示すように、Ｓｉ
Ｏ₂はガラスの軟化点を上昇させることから、その含有
率が高くなるとＬｉ₂Ｏを９．５〜９．７重量％程度添
加しないとガラス化させることが困難であることがわか
る。また、特に表２，表３には示していないが、Ｌｉ₂
Ｏなどのアルカリ金属化合物が約１０重量％を越えるガ
ラスフリットを使用した導電ペーストでは、絶縁不良が
発生する場合がある。

【００２７】したがって、５kgf以上の接着強度を確保
することができるような均一なガラス相を形成し、か
つ、絶縁不良を起こさないようにするためには、ガラス
フリット中のＳｉＯ₂量を９．０〜４５．０重量％の範
囲に調整することが好ましい。また、表２，表３の各試
料について、その組成と形成された厚膜電極の接着強度
との関係を検討すると、ＳｉＯ₂の配合量が９．０重量
％を越えると接着強度が５kgf以上になり、ＳｉＯ₂の配
合量が多くなるほど電極の接着強度が大きくなる傾向が
あることがわかる。

【００２８】また、ＣａＯに関しては、その配合量が
１．１重量％でも接着強度の低下を防止する効果がある
が、５．５〜１２．２重量％のＣａＯを含有させた方が
Ｓｎメッキ後の接着強度が大きくなることがわかる。ま
た、ＣａＯはガラスの融点を上昇させることから、その
含有量が１８．５重量％を上回るとガラス化させること
が困難になる。したがって、ＣａＯの含有率は、１．０
〜１８．５重量％の範囲にあることが好ましい。

【００２９】また、Ａｌ₂Ｏ₃は耐メッキ性をさらに向上
させるものであるが、６．０重量％を越えると試料番号
３０のようにガラス化しなくなるため、その配合量は
６．０重量％以下であることが好ましい。

【００３０】さらに、Ｂ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，Ｌｉ₂Ｏは、ガ
ラスフリットの原料を所定の温度（例えば１３００℃）
で均一に溶融させ、急冷してガラス化させる見地から
は、それぞれ、３０〜５２重量％，２〜４０重量％，
１．５〜１０重量％の範囲にあることが好ましい。

【００３１】なお、上記実施例では、導電粉末として、
Ａｇ粉末を用いた場合について説明したが、導電粉末
は、Ａｇ粉末に限られるものではなく、Ａｇ−Ｐｄ合
金、Ｎｉその他の導電材料の粉末を導電粉末として用い
ることが可能である。

【００３２】また、上記実施例では、厚膜電極上にＳｎ
メッキを施した場合について説明したが、この発明は、
酸性メッキ浴（例えば、ｐＨ４．０〜５．５）を用い
て、Ｓｎ以外の他の金属をメッキする場合にも適用する
ことが可能であり、その場合にも上記実施例と同様の効
果を得ることができる。

【００３３】さらに、上記実施例では、アルミナ基板に
厚膜電極を形成した場合について説明したが、この発明
は、厚膜電極を形成する対象がアルミナ基板である場合
に限らず、誘電体セラミックス、圧電体セラミックスな
どの他の材料からなる基板に厚膜電極を形成する場合に
も適用することが可能であり、その場合にも上記実施例
と同様の効果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】上述のように、この発明の導電ペースト
は、導電粉末に配合して使用されるガラスフリットとし
て、ＳｉＯ₂９．０〜４５．０重量％，ＣａＯ１．０〜
１８．５重量％，及び必要に応じてＡｌ₂Ｏ₃６．０重量
％以下を含有するとともに、ＺｎＯ，Ｂ₂Ｏ₃，及びＬｉ
₂Ｏを残部とするガラスフリットを用いているので、こ
の発明の導電ペーストを使用して厚膜電極を形成するこ
とにより、メッキを施した場合にも接着強度が低下しな
いような厚膜電極を、電子部品のターミナルや基板など
に容易かつ確実に形成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも導電粉末とガラスフリットと
を含有する導電ペーストにおいて、前記ガラスフリット
が、ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％を含有するとともに、ＺｎＯ，Ｂ₂Ｏ₃，及びＬｉ₂Ｏを残部とすることを特徴とする導電ペースト。
【請求項２】前記ガラスフリットが以下の組成を有す
ることを特徴とする請求項１記載の導電ペースト；ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％ＺｎＯ：２．０〜４０．０重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：３０．０〜５２．０重量％Ｌｉ₂Ｏ：１．５〜１０．０重量％。
【請求項３】少なくとも導電粉末とガラスフリットと
を含有する導電ペーストにおいて、前記ガラスフリット
が、ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：６．０重量％以下を含有するとともに、ＺｎＯ，Ｂ₂Ｏ₃，及びＬｉ₂Ｏを残部とすることを特徴とする導電ペースト。
【請求項４】前記ガラスフリットが以下の組成を有す
ることを特徴とする請求項３記載の導電ペースト；ＳｉＯ₂ ：９．０〜４５．０重量％ＣａＯ：１．０〜１８．５重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：６．０重量％以下ＺｎＯ：２．０〜４０．０重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：３０．０〜５２．０重量％Ｌｉ₂Ｏ：１．５〜１０．０重量％。